C# RGB 到 HSL 单向转换算法

Question

以下是我的RGB转HSL单向颜色转换方法，用C#写的。它紧密基于开源程序“Meazure”的代码（这是我在项目中使用的工具，因此我需要将 HSL 颜色的格式设置为与 Meazure 中的相同）。

    public String rgbToHsl(int r, int g, int b)
    {
        double h, s, l;
        double rDecimal = r / 255;
        double gDecimal = g / 255;
        double bDecimal = b / 255;
        double cMin = Math.Min(r, Math.Min(g, b));
        double cMax = Math.Max(r, Math.Max(g, b));
        double delta = cMax - cMin;

        l = (cMax + cMin) / 2;

        if (cMax == cMin)
        {
            s = 0;
            h = 0;  // It's really undefined
        }
        else
        {
            if (l < .5)
            {
                s = delta / (cMax + cMin);
            }
            else
            {
                s = delta / (2 - cMax - cMin);
            }

            if (r == cMax)
            {
                h = (g - b) / delta;
            }
            else if (g == cMax)
            {
                h = 2 + (b - r) / delta;
            }
            else
            {
                h = 4 + (r - g) / delta;
            }

            h /= 6;

            if (h < 0)
            {
                h += 1;
            }
        }

        return h.ToString().PadLeft(3, '0') + s.ToString().PadLeft(3, '0') + l.ToString().PadLeft(3, '0');
    }

以下是我作为参考使用的开源 C++ Meazure 代码。

void MeaColors::RGBtoHSL(COLORREF rgb, HSL& hsl)
{
    double h, s, l;
    double r = GetRValue(rgb) / 255.0;
    double g = GetGValue(rgb) / 255.0;
    double b = GetBValue(rgb) / 255.0;
    double cmax = Max(r, Max(g, b));
    double cmin = Min(r, Min(g, b));

    l = (cmax + cmin) / 2.0;
    if (MEA_DBL_EQL(cmax, cmin)) {
        s = 0.0;
        h = 0.0; // it's really undefined
    } else {
        if (l < 0.5) {
            s = (cmax - cmin) / (cmax + cmin);
        } else {
           s = (cmax - cmin) / (2.0 - cmax - cmin);
        }
        double delta = cmax - cmin;

        if (MEA_DBL_EQL(r, cmax)) {
            h = (g - b) / delta;
        } else if (MEA_DBL_EQL(g, cmax)) {
            h = 2.0 + (b - r) / delta;
        } else {
            h = 4.0 + (r - g) / delta;
        }
        h /= 6.0;

        if (h < 0.0) {
            h += 1.0;
        }
    }

    hsl.hue = h;
    hsl.lightness = l;
    hsl.saturation = s;
}

问题是我的方法没有输出预期值。它确实编译和运行，没有崩溃。但是，对于输入的 RGB 值 214、219、233，我的方法产生的 HSL 值是 0.6、228、70，而通过使用 Meazure 测量 HSL 格式的相同像素获得的预期值是 149、72、210。我在这个网站上注意到了一些类似的问题，但没有一个具有功能性解决方案的问题，至少在此处所需的格式中。

这是调用我的方法的代码。它恰好通过构建一个以输入像素为中心的 5x5 框来从单个输入转换 25 个 RGB 值（刚刚提到它是为了避免混淆）。

            Bitmap screenShot = takeScreenShot();
            const int squareSideSize = 5;
            Color[] firstPixelSquare = new Color[(int)Math.Pow(squareSideSize, 2)];
            hslColor[] hslFirstPixelSquare = new hslColor[(int)Math.Pow(squareSideSize, 2)];

            for (int hOffset = -2, i = 0; hOffset <= 2; hOffset++, i += squareSideSize)
            {
                for (int vOffset = -2, j = i; vOffset <= 2; vOffset++, j++)
                {
                    firstPixelSquare[j] = screenShot.GetPixel((int)numericUpDownX1.Value + hOffset, (int)numericUpDownY1.Value + vOffset);
                    hslFirstPixelSquare[j].h = Convert.ToDouble(rgbToHsl(firstPixelSquare[j].R, firstPixelSquare[j].G, firstPixelSquare[j].B).Substring(0, 3));
                    hslFirstPixelSquare[j].s = Convert.ToDouble(rgbToHsl(firstPixelSquare[j].R, firstPixelSquare[j].G, firstPixelSquare[j].B).Substring(3, 3));
                    hslFirstPixelSquare[j].l = Convert.ToDouble(rgbToHsl(firstPixelSquare[j].R, firstPixelSquare[j].G, firstPixelSquare[j].B).Substring(6, 3));
                }
            }

Answer 1

你原来的算法有两个问题：

这里声明的变量从不使用：

    double rDecimal = r / 255;
    double gDecimal = g / 255;
    double bDecimal = b / 255;

要么在任何地方将r 切换为rDecimal，要么只是重命名输入以继续使用r, g, b 变量：

public String RgbToHsl(int rInput, int gInput, int bInput)
{
    double h, s, l;
    double r = rInput / 255;
    double g = gInput / 255;
    double b = bInput / 255;

第二个问题也在这个部分。输入是ints，你除以255（这也是int）。这导致整数除法，每次都会产生 0。您需要除以 255.0 才能强制进行双重除法：

public String RgbToHsl(int rInput, int gInput, int bInput)
{
    double h, s, l;
    double r = rInput / 255.0;
    double g = gInput / 255.0;
    double b = bInput / 255.0;

完成后，您需要将结果从 [0,1] 区间转换为您从工具中获得的区间。我能做到的最接近的方法是将结果乘以 239，然后四舍五入。从更多输入/输出示例中可能找到真正的模式/精确值...

h = Math.Round(h * 239);
s = Math.Round(s * 239);
l = Math.Round(l * 239);

return h.ToString().PadLeft(3, '0') + s.ToString().PadLeft(3, '0') + l.ToString().PadLeft(3, '0');
}